按照功能capases可以分为两大类,分别参与细胞凋亡和细胞焦亡。凋亡相关的包括CASP2,CASP8,CASP10,CASP3,CASP6,CASP7,以及CASP9。CASP1,CASP11,CASP4和CASP5是炎症相关的capases,参与细胞焦亡(pyroptosis)。Caspase1的激huo主要发生在巨噬细胞或树突状细胞中,可诱发细胞焦亡。细胞焦亡也是Caspase4/5/11激huo后的主要应答反应,在巨噬细胞和非巨噬细胞中均可发生。细胞焦亡如何发生的呢?gasdermin家族的N端结构域在细菌中也显示出明显的致死毒性。这一现象暗示gasderminN端结构域可能是通过直接破坏细胞膜而产生杀死细胞。细胞焦亡是由gasdermin介导的细胞程序性坏死。特征为依赖于炎性半胱天冬酶,并伴有大量促炎症因子的释放。福建细胞样本细胞焦亡参考价
对于细胞焦亡的观察可追溯到1986年,FRIEDLANDER等人用炭疽致死du素处理原代小鼠巨噬细胞后可诱导巨噬细胞死亡,并造成细胞内容物的迅速释放。2001年,COOKSON等人将依赖于半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1(cysteine aspartic acid specific protease-1,caspase-1)的程序性死亡命名为细胞焦亡。Caspase-1介导的经典焦亡途径主要是当细胞接受到异常信号[包括晶体物质、细胞du素和细胞外三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)等]的刺激后,会形成由细胞质内模式识别受体参与并组装的炎性小体,以激huocaspase去识别并切割gasdermin(GSDM)蛋白从而形成具有膜孔活性的N-端结构域,这将致使炎性因子和危险相关分子模式(damage associated molecular patterns,DAMPs)的释放,以此扩大免疫炎性反应。江西动物细胞样本细胞焦亡实验价格比较间充质干细胞来源的外泌体miRNA-410是焦亡的关键调控因子。
若细胞膜上出现了少量gasdermin孔,细胞则会启动补偿机制去减小细胞体积。其中包括由于细胞肿胀激huo的K+、Cl–通道,该通道可促进胞内溶质及水流出细胞[18]。且细胞内高尔基体被激huo,发挥紧急胞吐作用,胞吐小泡的膜与细胞膜融合,修补含孔的膜,则不会进一步引起细胞焦亡。若细胞膜仍存在大量gasdermin孔,则细胞补偿机制失效,细胞体积继续增大。一旦体积增大到超过细胞膜承受能力,胞膜分离,形成一个个充满液体的小体,此后细胞膜破裂,触发细胞焦亡,大量内容物及白介素释放至细胞外,扩大炎症反应。此外,在细胞焦亡期间,caspase-1切割GSDMD同时切割IL-1β及IL-18前体,以在细胞膜破裂之前产生成熟细胞因子。IL-1β (4.5 nm)和IL-18 (5.0 nm)可通过gasdermin孔(10–15 nm)释放到胞外,这也解释了在细胞裂解前可在胞外观察到IL-1β和IL-18的现象。
研究证实在ALD,NAFLD,肝纤维化和肝ai等慢性肝病病变过程,细胞焦亡通路中相关蛋白存在异常表达,特别是NLRP3炎症小体的表达明显增加,表明细胞焦亡在肝脏炎症损伤、脂质沉积、纤维化和ai变过程起关键作用。细胞焦亡的致病机制比较复杂,目前发现多数肝脏疾病发生伴随着NLRP3/Caspase-1/GSDMD通路的ji活,进而释放大量细胞内容物触发炎症级联放大,从而促进肝脏疾病发展。肝细胞中NLRP3炎症小体的ji活会造成肝组织炎症损伤和脂肪变性,外源性刺激物和内源性损伤因子引起慢性肝损伤产生的NLRP3炎症小体可直接ji活或间接ji活HSC,进而分泌大量胶原和α-SMA,导致ECM沉积而促进肝纤维化,甚至发展为肝ai。细胞焦亡两种途径不同的只是是否直接激huoCaspase-1。
(1)Science:ESCRT膜修复系统是细胞焦亡过程的补救机制2018年11月23日,Science发表了一篇细胞焦亡机制相关的重要研究论文,报道细胞发生焦亡激huo的时候,胞内钙离子流会因为GSDMD孔道而发生变化,细胞以此为信号,募集ESCRT复合物进行损伤膜系统的修复。抑制ESCRT-III可显著提高细胞焦亡的比例。本文的报道发现了一种内源的细胞焦亡过程中的补救机制,是细胞焦亡机制的重要进展。(2)Nature:化疗药物通过Caspase-3切割GSDME诱导细胞焦亡2017年5月1日,Nature发表了邵峰的一项重要研究成果,报道发现化疗药物诱导Caspase-3切割GSDME,实现细胞凋亡向细胞焦亡的转变。被Caspase-3切割后的GSDME的N端多肽也可以形成孔道,导致炎症性细胞因子的释放。GSDME在正常组织中有一定的表达水平,但经常在肿瘤细胞中表达沉默。GSDME敲除小鼠对一些化疗药物(如顺铂)诱发的组织损伤具有一定的抵抗能力。本文的工作发现了细胞凋亡的执行者Caspase-3切割GSDMD同家族的另一成员GSDME,可以实现细胞凋亡-细胞焦亡的转变。化疗药物通过Caspase-3切割GSDME诱导细胞焦亡。福建细胞样本细胞焦亡参考价
目前对GSDME的研究还较少,很可能会成为焦亡研究中的新热点。福建细胞样本细胞焦亡参考价
Caspase-1由一个被称为炎症小体(Inflammasome)的复合物在感知病原信号后激huo,是细胞质天然免疫**为重要的通路之一。邵峰实验室在此前的研究中曾鉴定了多个感知病原细菌的天然免疫受体蛋白(Zhaoetal.,Nature2011;Xuetal.,Nature2014),负责介导炎症小体组装和下游caspase-1的激huo。在去年的研究中(Shietal.,Nature2014),邵峰实验室还发现人的caspase-4/5和小鼠的caspase-11是细菌脂多糖(LPS,又称为内dusu)的胞内受体,在结合LPS后发生寡聚而活化,诱导细胞焦亡,在内dusu休克和革兰氏阴性细菌诱导的败血症中发挥至关重要的作用。然而,长期以来人们对caspase-1/4/5/11活化如何引发细胞焦亡的机制则完全不清楚。在这项***的研究中,邵峰实验室的研究人员利用***的CRISPR/Cas9基因组编辑技术,在小鼠的巨噬细胞中针对caspase-1和caspase-11介导的细胞焦亡通路,分别进行了全基因组范围的遗传筛选,以寻找那些敲除后可以抑制细胞焦亡的基因。福建细胞样本细胞焦亡参考价
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